Python -【多态，抽象类，鸭子类型】的区别及使用

一. 前言

Python中的抽象类、多态和鸭子类型都是实现代码灵活性的机制，但它们之间还是有一些区别的。

二. 三者的区别

抽象类： 要求子类必须实现某些方法，从而规范了子类的实现方式。
多态： 同一个方法可以针对不同类型的对象进行不同的实现，提高了代码的灵活性。
鸭子类型： 不关心对象的类型，只关心对象是否具有某些特定的方法或属性。

三. 概念及示例代码

1. 多态

1.1 多态的三种表现形式：

继承抽象类
- 耦合度极高，程序的可扩展性极低
继承父类
- 耦合度高，程序的可扩展性低
鸭子类型
- 耦合度低，程序的可扩展性高

1.2 多态的目的：

为了在不知道对象具体类型的情况下，统一对象调用方法的规范（名字）

父类: 定制一套统一的规范。（比如: 方法名统一）

子类: 遵循父类的统一的规范。（比如: 子类遵循父类方法名的统一）

1.3 多态的好处：

增加了程序的灵活性
以不变应万变，不论对象千变万化，使用者都是同一种形式去调用，如func(people1)
增加了程序的可扩展性
通过继承animal类创建了一个新的类，使用者无需更改自己的代码，还是用func(people1)去调用

1.4 多态示例代码

class People(Animal): #属于动物的另外一种形态：人def speak(self):print('say hi')def func(people): #对于使用者来说，自己的代码根本无需改动people.speak()people1=People() #实例出一个人func(people1) #甚至连调用方式也无需改变，就能调用人的talk功能'''这样我们新增了一个形态People，由People类产生的实例people1，使用者可以在完全不需要修改自己代码的情况下,使用和猫、狗、猪一样的方式调用people1的speak方法，即func(people1)'''

示例代码二

class Shape:def area(self):passclass Square(Shape):def __init__(self, side):self.side = sidedef area(self):return self.side ** 2class Circle(Shape):def __init__(self, radius):self.radius = radiusdef area(self):return 3.14 * self.radius ** 2def print_area(shape):print(shape.area())s = Square(5)
c = Circle(3)print_area(s)   # 25
print_area(c)   # 28.26

在上述代码中，Shape类是一个基类，定义了一个方法area()。Square和Circle类继承了Shape类，并分别实现了自己的area()方法。print_area()函数接受一个Shape类型的参数，不同类型的Shape对象会产生不同的行为，实现了多态。

2. 抽象类

2.1 什么是抽象类？

在python内置的abc模块中，有一个抽象类，让子类必须遵循父类的编写规范。

2.2 如何实现抽象类

父类需要继承abc模块中的metaclass=abc.ABCMeta
在父类的方法中，需要装饰上 abc.abstractmethod

注意:

在python中不推荐使用抽象类。
子类必须按照父类的方法编写规范，缺一不可。（只要父类中有几个抽象方法，子类就必须要定义几个，可以多，但不能少）

2.3 抽象类示例代码

from abc import ABC, abstractmethodclass Shape(ABC):@abstractmethoddef area(self):passclass Square(Shape):def __init__(self, side):self.side = sidedef area(self):return self.side ** 2class Circle(Shape):def __init__(self, radius):self.radius = radiusdef area(self):return 3.14 * self.radius ** 2# 不能实例化Shape
# s = Shape()sq = Square(5)
c = Circle(3)print(sq.area())   # 25
print(c.area())    # 28.26

在上述代码中，Shape类是一个抽象类，定义了一个抽象方法area()。Square和Circle类继承了Shape类，并分别实现了自己的area()方法。由于Shape是抽象类，不能直接实例化，只能通过子类进行实例化。

3. 鸭子类型

3.1 什么是鸭子类型

python崇尚鸭子类型,不同的对象，只要长得像鸭子，动作行为像鸭子，那它就是鸭子。
鸭子类型是多态的一种表现形式。

3.2 为什么要有鸭子类型

不同对象，先抽象出相同类型的方法，给他们定制一套统一的规范。所有的类，在定义时都按照统一的规范进行编写。

3.3 鸭子类型示例代码

class Duck:def quack(self):print("Quack")class Person:def quack(self):print("I'm quacking like a duck")def duck_test(obj):obj.quack()d = Duck()
p = Person()duck_test(d)    # Quack
duck_test(p)    # I'm quacking like a duck